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河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 41-48页

作者：王晓薛玉君程波刘俊李济顺河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司河南洛阳471003 中信重工机械股份有限公司矿山重型装备国家重点实验室河南洛阳471003

目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对... 详细信息

目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对30,40,60 mm三种粒级铜矿石矿样进行落重试验和破碎仿真。本文给出黏结键等效临界变形的概念,讨论了矿石落重试验t10和冲击能量的关系,探讨黏结键参数变化规律。结果结果表明,三种粒级铜矿石颗粒黏结模型破碎仿真与落重试验粒级质量分数的平均误差分别为1.75%,1.66%,1.84%,试验和仿真得到的破碎粒度质量分数具有很好的一致性;法向和切向等效临界变形可以表征黏结键强度,单位冲击能量下落重试验的tn10可以表征矿石强度。结论利用黏结键等效临界变形和tn10的对应关系确定黏结键参数,提高了矿石颗粒黏结模型的建模效率和仿真精度。

关键词：颗粒黏结模型黏结键等效临界变形离散元矿石破碎

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考虑圆度误差的角接触球轴承温升特性研究

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机电工程 2024年第8期41卷 1330-1341页

作者：马瑞翔余永健薛玉君刘永刚河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 龙门实验室河南洛阳471000 高端轴承河南省协同创新中心河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 洛阳LYC轴承有限公司航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039

以往有关于轴承温升特性的研究多注重轴承温升以及圆度误差对轴承振动的影响,其中圆度误差对轴承温升影响的文献较少,且研究对象多针对的是低速、轻载轴承的温升。为此,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角... 详细信息

以往有关于轴承温升特性的研究多注重轴承温升以及圆度误差对轴承振动的影响,其中圆度误差对轴承温升影响的文献较少,且研究对象多针对的是低速、轻载轴承的温升。为此,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角接触球轴承热-力耦合模型,研究了轴承沟道圆度误差对轴承温升的影响规律。首先,以轴承拟动力学、弹流润滑理论、传热学理论和基尔霍夫能量守恒定律为基础,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角接触球轴承热-力耦合模型;然后,利用模型分析了不同工况条件、圆度误差对轴承温升特性影响;最后,将模型计算结果与试验结果进行了比较,验证了角接触球轴承热-力耦合模型的合理性。研究结果表明:模型计算结果和实验结果相比,最大相对误差为5.37%;随着圆度误差阶次的增加,轴承温度呈现波动性变化,且随着转速的增加,波动趋势愈加显著;随着润滑油温度的升高,温度波动逐渐减小;当圆度误差的阶次等于球数n/2±2(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度比不考虑圆度误差时要低,因此将圆度误差控制在特定阶次内能有效降低轴承温升,从而提高工作效率;轴承外圈温度的波动性与外圈圆度误差的幅值成正比,为轴承设计提供了重要参考;外圈温度与沟道圆度误差阶次之间呈周期性变化,并与钢球的个数形成映射关系,当圆度误差阶次等于球数的(2 n-1)/4倍(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度达到最高;当圆度误差阶次等于球数的n/2倍(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度最低,这一规律可为轴承的优化提供具体参考方向。

关键词：角接触球轴承热-力耦合模型轴承拟动力学模型轴承沟道圆度误差热网络法摩擦力矩温度波动

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层级式机械装备健康指数模型及管理系统构建

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金属矿山 2024年第9期 198-206页

作者：王铭源王正国李济顺薛玉君河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 洛阳中重自动化工程有限责任公司河南洛阳471003 智能矿山重型装备全国重点实验室河南洛阳471039

大型机械高端装备智能化是国民经济快速发展和国家安全稳定的重要保障。为解决零件、部件和装备健康指数量化问题,结合零件特征参数和集群装备大数据,使用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和互相关系数均值方法构建了零件... 详细信息

大型机械高端装备智能化是国民经济快速发展和国家安全稳定的重要保障。为解决零件、部件和装备健康指数量化问题,结合零件特征参数和集群装备大数据,使用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和互相关系数均值方法构建了零件健康指数量化模型,采用模糊C均值聚类和欧几里得范数(L2范数)融合优化了健康指数。以零部件自身权重为依据,提出了健康指数传递模型,解决了部件和装备健康指数量化问题。针对数据库和健康管理系统实现问题,以矿井提升机为例,构建了基于工业互联网的层级式闭环系统,能够实现数据采集、边缘协同、状态监测、故障诊断、量化评估和维修决策等方面的一体化集成。通过在洛阳中信重工示范应用,为大型机械高端装备健康、稳定、智能运行奠定了基础。

关键词：健康指数模型矿井提升机数据库健康管理系统

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非对径安装双读数头圆光栅偏心测角误差修正

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光学精密工程 2021年第5期29卷 1103-1114页

作者：王笑一王永军雷贤卿邓四二卢继敏河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 贵阳新天光电科技有限公司贵州贵阳550018

圆光栅安装偏心引起的测角误差是影响圆光栅角度测量精度的关键因素,而对圆光栅安装偏心引起的测角误差进行修正是提高圆光栅测角精度的有效方法。本文分析了圆光栅安装偏心与测角误差之间的关系,建立了基于双读数头的圆光栅偏心测角误... 详细信息

圆光栅安装偏心引起的测角误差是影响圆光栅角度测量精度的关键因素,而对圆光栅安装偏心引起的测角误差进行修正是提高圆光栅测角精度的有效方法。本文分析了圆光栅安装偏心与测角误差之间的关系,建立了基于双读数头的圆光栅偏心测角误差理论模型,提出了一种基于非对径安装双读数头的圆光栅偏心测角误差修正方法。仿真及实测试验表明,在双读数头非对径安装时,新方法对读数头安装误差和圆光栅偏心误差造成的测角误差的修正效果明显优于双读数头均值法。试验中,当两读数头对径安装误差约为4°时,新方法修正后的测角误差为均值法修正后测角误差的二分之一以下,其中仿真试验中由均值法修正后测角误差为1.785″,新方法修正后的测角误差为0.720″。

关键词：圆光栅双读数头测角误差误差修正

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机器人RV减速器主轴承试验载荷谱编制

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组合机床与自动化加工技术 2023年第2期 121-124页

作者：殷新科杨芳李济顺赵伟桦河南科技大学机电工程学院河南省机械设计及传动系统重点实验室洛阳471003 洛阳轴承研究所有限公司洛阳471003

机器人RV减速器主轴承实际重载工况下测取的载荷数据规律性差,无法直接用于寿命试验。针对RV减速器主轴承原始径向载荷数据的特点,利用孤立森林原理进行预处理,并根据雨流计数得到均值与幅值累计频次直方图,分别采用正态分布和韦伯概率... 详细信息

机器人RV减速器主轴承实际重载工况下测取的载荷数据规律性差,无法直接用于寿命试验。针对RV减速器主轴承原始径向载荷数据的特点,利用孤立森林原理进行预处理,并根据雨流计数得到均值与幅值累计频次直方图,分别采用正态分布和韦伯概率纸拟合频次直方图中均值和幅值的频次,通过卡方检验对原始载荷数据中均值和幅值独立性进行检验。结果表明,RV减速器主轴承重载工况下径向载荷均值和幅值在0.05检验水平下相互独立,建立的RV减速器主轴承重载工况下径向载荷数据6×6级二维载荷谱和试验载荷谱,能够有效反应原始载荷特征,为RV减速器主轴承疲劳寿命试验提供了基础。

关键词： RV减速器主轴承重载工况雨流计数法载荷谱

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非平衡磁控溅射La-Ti/WS_(2)自润滑薄膜的摩擦磨损行为

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稀有金属材料与工程 2021年第8期50卷 2708-2714页

作者：蔡海潮薛玉君李航叶军王景华河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471039 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003

要满足航天器机械转动部件在恶劣工况下的工作,需研制高硬度、低摩擦系数的固体润滑薄膜。采用非平衡磁控溅射法分别制备了纯WS_(2)薄膜、Ti掺杂WS_(2)复合薄膜和La-Ti掺杂WS_(2)复合薄膜。分析了薄膜的微观形貌、成分、硬度和摩擦学性... 详细信息

要满足航天器机械转动部件在恶劣工况下的工作,需研制高硬度、低摩擦系数的固体润滑薄膜。采用非平衡磁控溅射法分别制备了纯WS_(2)薄膜、Ti掺杂WS_(2)复合薄膜和La-Ti掺杂WS_(2)复合薄膜。分析了薄膜的微观形貌、成分、硬度和摩擦学性能。结果表明,与纯WS_(2)薄膜和Ti/WS_(2)复合薄膜相比,La-Ti/WS_(2)复合薄膜的微观结构更加致密。La-Ti/WS_(2)复合薄膜的硬度H和弹性模量E也显著提高。此外,La-Ti/WS_(2)复合薄膜的摩擦系数减小,并且H/E比值增大,La-Ti/WS_(2)复合薄膜的磨损率降低。结果表明,La的掺杂有助于在摩擦接触表面形成稳定的转移膜,提高La-Ti/WS_(2)复合薄膜的耐磨性和承载能力。

关键词： La-Ti/WS_(2)复合薄膜非平衡磁控溅射减摩耐磨

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基础颗粒粒径对颗粒黏结模型精度的影响

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中国有色金属学报 2022年第5期32卷 1491-1503页

作者：王晓薛玉君程波刘俊 GUAN Zhi-qiang 李济顺河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室(河南科技大学) 洛阳471003 洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司洛阳471003 矿山重型装备国家重点实验室中信重工机械股份有限公司洛阳471003 School of Mechanical and Mining Engineering University of QueenslandBrisbane 4702Australia

应用离散元方法(Discrete elementmethod,DEM)仿真矿石破碎时,通常采用颗粒黏结模型对矿石进行建模,颗粒黏结模型中的基础颗粒粒径对仿真结果影响显著。为了研究基础颗粒粒径变化对模型精度的影响,本文设计了9组基础颗粒粒径组合,构建... 详细信息

应用离散元方法(Discrete elementmethod,DEM)仿真矿石破碎时,通常采用颗粒黏结模型对矿石进行建模,颗粒黏结模型中的基础颗粒粒径对仿真结果影响显著。为了研究基础颗粒粒径变化对模型精度的影响,本文设计了9组基础颗粒粒径组合,构建了矿石的颗粒黏结模型,进行了金矿石破碎的离散元仿真,得到了不同粒径组合下的破碎粒度分布,并将仿真结果与试验得到的破碎粒度分布进行了对比分析。结果表明:基础颗粒粒径组合对模型精度存在影响,采用适当的基础颗粒粒径组合构造颗粒黏结模型能够提高模型精度。当基础颗粒粒径之间的差值相当时,模型精度较高,仿真得到的破碎粒度分布和落重试验结果的一致性良好。对相同粒度的铁矿石与铜矿石进行了仿真,验证了基础颗粒粒径选取方法的有效性。

关键词：颗粒黏结模型矿石破碎离散元方法破碎仿真落重试验

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提升设备液压制动器启闭特征参数的分段拟合提取方法

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机床与液压 2024年第20期52卷 57-62,71页

作者：符加春薛玉君王正国李济顺河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 智能矿山重型装备全国重点实验室河南洛阳471039 洛阳中重自动化工程有限责任公司河南洛阳471003

制动器启闭时间是表征提升设备液压制动器性能优劣最直观的特征参数,但在实际工程中不易直接提取。针对此问题,以液压制动系统为研究对象,通过分析制动器启闭压力数据特征,提出一种分段拟合的提取方法。此方法对制动器启闭压力上升或下... 详细信息

制动器启闭时间是表征提升设备液压制动器性能优劣最直观的特征参数,但在实际工程中不易直接提取。针对此问题,以液压制动系统为研究对象,通过分析制动器启闭压力数据特征,提出一种分段拟合的提取方法。此方法对制动器启闭压力上升或下降阶段的数据进行指数函数拟合,取稳定阶段数据的均值作此段拟合曲线,通过拟合曲线的交点坐标可以解出制动器的启闭时间;利用Simulink建立液压制动系统仿真模型,获取制动器启闭压力仿真数据,并结合实际测量数据对所提方法进行验证分析。研究结果表明:基于此特征提取方法,所得启闭时间特征结果与理论特征值对比,误差可控制在3%以内;提取的实际启闭时间特征值在过渡段范围之内,验证了提取方法的有效性与实用性,可满足工程中对液压制动器特征参数提取的要求。

关键词：提升设备液压制动系统启闭特征分段拟合特征提取

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月球车光伏玻璃表面微织构对月尘沉积量的影响

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表面技术 2021年第10期50卷 157-168,229页

作者：李嘉琪李航虞跨海薛玉君河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学土木工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003

目的减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,提高光伏玻璃的自清洁性能,为月球车用太阳能光伏电池提供设计依据。方法在光伏玻璃表面制备了形状规则、排布均匀的圆形、正方形和正六边形柱状凸起表面微织构。使用火山灰岩石制备模拟月尘颗粒来代... 详细信息

目的减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,提高光伏玻璃的自清洁性能,为月球车用太阳能光伏电池提供设计依据。方法在光伏玻璃表面制备了形状规则、排布均匀的圆形、正方形和正六边形柱状凸起表面微织构。使用火山灰岩石制备模拟月尘颗粒来代替月尘进行试验。搭建月尘沉积试验系统,在不同工作角度、不同月尘量下,使用含有表面微织构的设计试样和不含表面微织构的对比试样进行月尘沉积试验。月尘沉积试验后,使用金相显微镜观察表面微织构试样和对比试样,统计月尘沉积量并进行比较分析。结果不同工作角度以及不同月尘量下,3种结构形状的表面微织构均可以有效减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,具有良好的自清洁性能。在工作角度为30°、45°、60°下,随着工作角度的增加,表面微织构的自清洁性能逐渐增加。工作角度为60°时,圆形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的21.74%,正方形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的26.92%,正六边形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的18.64%。在月尘量为3、5、7g下,随着月尘量的增加,表面微织构的自清洁性能先增强后减弱。月尘量为5g时,圆形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的26.71%,正方形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的26.43%,正六边形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的19.24%。3种结构形状的表面微织构中,正六边形表面微织构的自清洁性能最好,圆形表面微织构次之,正方形表面微织构最差。结论通过在光伏玻璃表面制备出表面微织构,可以减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,增强光伏玻璃的自清洁性能。

关键词：太阳能光伏电池光伏玻璃月尘表面微织构沉积量自清洁性能

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基于变分模态分解和卷积神经网络融合的滚动轴承故障诊断方法

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机械传动 2022年第11期46卷 134-140页

作者：李魁隋新刘春阳李济顺徐彦伟杨芳河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003

针对在强烈背景噪声影响下的滚动轴承故障特征提取困难,提出了一种基于变分模态分解与卷积神经网络融合的滚动轴承故障诊断方法。将原始振动信号分解为多个模态分量,结合皮尔逊相关系数作为自动分解终止阈值和最优模态分量选取指标;针... 详细信息

针对在强烈背景噪声影响下的滚动轴承故障特征提取困难,提出了一种基于变分模态分解与卷积神经网络融合的滚动轴承故障诊断方法。将原始振动信号分解为多个模态分量,结合皮尔逊相关系数作为自动分解终止阈值和最优模态分量选取指标;针对轴承故障特征构建卷积神经网络,将最优模态分量作为输入以提取、分类故障类型。试验结果表明,所提方法能够精确诊断滚动轴承故障,为强噪声影响下的滚动轴承故障识别提供了新的思路。

关键词：滚动轴承故障诊断强背景噪声变分模态分解卷积神经网络

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